HTET Exam - Level 1 Prt - Food Production And Management

The correct option is 1:
Potassium metabisulphite ($\text{K}_2\text{S}_2\text{O}_5$) is a potent chemical food preservative specifically known for its ability to release sulfur dioxide ($\text{SO}_2$) gas upon dissolving in water, especially in the acidic conditions typical of many preserved foods like fruit pulps, squashes, and jams. This release of $\text{SO}_2$ is the core of its powerful antimicrobial action. Sulfur dioxide is a highly effective sterilizing agent because it actively interferes with the essential metabolic, respiratory, and reproductive processes of microorganisms, particularly yeasts and molds, which are the primary causes of spoilage in high-sugar and acidic products. The gas destroys and prevents the growth and entry of these microbes, offering robust protection. Because it also possesses bleaching properties, Potassium metabisulphite is the preservative of choice for light-colored products where maintaining the original color is important, such as in white grape juice or applesauce.

The incorrect option is 2:
Sodium benzoate is one of the most widely used chemical food preservatives, but its mechanism of action is completely different from what is described in the question. It does not produce sulfur dioxide gas. The preservative power of Sodium benzoate is derived from its conversion into benzoic acid in an acidic medium ($\text{pH}$ $2.5 \text{ to } 4.0$). The un-dissociated benzoic acid then enters the microbial cells and disrupts their internal function, inhibiting the growth of molds, yeasts, and some bacteria. It is typically used in clear, acidic foods like carbonated drinks, pickles, and some fruit juices.

The incorrect option is 3:
Citric acid is a naturally occurring organic acid, widely present in citrus fruits, and is a common food additive. Its primary uses are as a flavouring agent to impart a sour taste, an acidulant to control $\text{pH}$, and a metal chelator to prevent oxidation (antioxidant synergy). While lowering the $\text{pH}$ does create an unfavorable environment for many spoilage bacteria, its preservative effect is generally weak and secondary to its main functions. Crucially, Citric acid is purely an acid and does not release any sulfur dioxide gas, which is the key characteristic mentioned in the question.

The incorrect option is 4:
Potassium benzoate belongs to the same family of preservatives as Sodium benzoate, and thus shares an identical mechanism of action. When added to an acidic food product, Potassium benzoate dissociates to release the antimicrobial agent, benzoic acid. This acid is effective against microorganisms by interfering with their cellular processes, not by releasing a gas. The use of potassium benzoate is often preferred in the industry simply to help producers meet demands for low-sodium food items, making it a functional substitute for Sodium benzoate, but its chemical process does not involve the production of sulfur dioxide.

The correct option is 1:

पोटैशियम मेटाबाइसल्फाइट (Potassium Metabisulfite) खाद्य परिरक्षण (Food Preservation) के लिए उपयोग किए जाने वाले सबसे महत्वपूर्ण रसायनों में से एक है। यह विशेष रूप से उन खाद्य पदार्थों के संरक्षण के लिए चुना जाता है जिनमें पानी की मात्रा अधिक होती है, जैसे फलों के रस, स्क्वैश, और जैम। जब पोटैशियम मेटाबाइसल्फाइट को इन खाद्य उत्पादों में मिलाया जाता है, तो यह उसमें मौजूद जल और प्राकृतिक अम्लों (acids) के साथ प्रतिक्रिया करता है। इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, सल्फर डाइऑक्साइड ($\text{SO}_2$) गैस मुक्त होती है, जैसा कि प्रश्न में वर्णित है। यह $\text{SO}_2$ गैस एक अत्यंत शक्तिशाली एंटीमाइक्रोबियल (antimicrobial) एजेंट है। यह सूक्ष्मजीवों, विशेषकर खमीर (yeasts) और फफूंदी (moulds) के एंजाइम सिस्टम को निष्क्रिय कर देता है, जिससे उनकी वृद्धि और प्रजनन रुक जाता है। यह सूक्ष्मजीवों को भोजन में प्रवेश करने या खराब करने से रोकने के लिए एक अवरोधक के रूप में कार्य करता है, इस प्रकार भोजन की सुरक्षा और शेल्फ लाइफ को बढ़ाता है।

The incorrect option is 2:

सोडियम बेन्ज़ोएट (Sodium Benzoate) भी एक सामान्य खाद्य परिरक्षक है, लेकिन इसकी क्रियाविधि सल्फर डाइऑक्साइड गैस से पूरी तरह भिन्न है। यह मुख्य रूप से अम्लीय खाद्य पदार्थों, जैसे शीतल पेय और अचार में प्रयोग किया जाता है। परिरक्षण के दौरान, यह बेन्ज़ोइक एसिड (Benzoic Acid) में परिवर्तित होता है, जो सूक्ष्मजीवों की कोशिका झिल्ली के अंदर प्रवेश करके उनके $\text{pH}$ संतुलन को बिगाड़ देता है। $\text{pH}$ में यह परिवर्तन सूक्ष्मजीवों के लिए भोजन को पचाने और विकसित होने के लिए आवश्यक एंजाइमों को काम करने से रोकता है, जिसके परिणामस्वरूप सूक्ष्मजीवों की वृद्धि धीमी हो जाती है या रुक जाती है। सोडियम बेन्ज़ोएट का उपयोग मुख्य रूप से बैक्टीरिया के बजाय खमीर और फफूंदी को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। महत्वपूर्ण बात यह है कि यह रासायनिक यौगिक सल्फर डाइऑक्साइड गैस का उत्पादन नहीं करता है, इसलिए यह प्रश्न में दिए गए विवरण से मेल नहीं खाता है।

The incorrect option is 3:

सिट्रिक एसिड (Citric Acid) नींबू और संतरे जैसे खट्टे फलों से प्राप्त होने वाला एक प्राकृतिक कार्बनिक अम्ल है। इसे मुख्य रूप से एक परिरक्षक के बजाय एक अम्लता नियामक (acidity regulator) और स्वाद बढ़ाने वाले एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है। भोजन में इसका मुख्य कार्य स्वाद को बढ़ाना और भोजन के $\text{pH}$ स्तर को कम करके इसे और अधिक अम्लीय बनाना है। यह कम $\text{pH}$ स्तर कुछ जीवाणुओं (bacteria) के विकास को बाधित करके अप्रत्यक्ष रूप से परिरक्षण में मदद करता है। इसके अतिरिक्त, सिट्रिक एसिड एक शक्तिशाली एंटीऑक्सीडेंट (antioxidant) के रूप में भी कार्य करता है, जो भोजन में ऑक्सीकरण के कारण होने वाले रंग और स्वाद के नुकसान को रोकता है। सिट्रिक एसिड एक कार्बोक्जिलिक एसिड है जिसमें सल्फर का कोई अणु शामिल नहीं होता है, इसलिए यह सल्फर डाइऑक्साइड गैस मुक्त करने की क्षमता नहीं रखता है।

The incorrect option is 4:

पोटैशियम बेन्ज़ोएट (Potassium Benzoate) सोडियम बेन्ज़ोएट का ही एक वैकल्पिक रूप है, जिसका उपयोग भी परिरक्षक के रूप में किया जाता है। यह भी अम्लीय खाद्य पदार्थों में बेन्ज़ोइक एसिड के सक्रिय रूप में काम करता है, ठीक उसी तरह जैसे सोडियम बेन्ज़ोएट करता है। यह सूक्ष्मजीवों की कोशिका के $\text{pH}$ को बाधित करके उन्हें बढ़ने से रोकता है, जिससे यह खमीर और फफूंदी के खिलाफ प्रभावी होता है। जिन खाद्य पदार्थों में सोडियम की मात्रा को नियंत्रित करना होता है, वहाँ इस पोटैशियम सॉल्ट का उपयोग किया जाता है। हालाँकि, इसकी परिरक्षण क्रिया में भी सल्फर डाइऑक्साइड गैस का उत्पादन शामिल नहीं है। बेन्ज़ोएट परिरक्षक और सल्फाइट परिरक्षक (जैसे पोटैशियम मेटाबाइसल्फाइट) दो अलग-अलग रासायनिक श्रेणियाँ हैं जिनकी क्रियाविधि पूर्ण रूप से भिन्न होती है, इसलिए यह विकल्प भी प्रश्न के विशिष्ट विवरण के लिए गलत है।